Grundig forklaring af svejseprocessen
Svejsning refererer til forening eller sammensmeltning af flere emner ved hjælp af varme og/eller kompression på en sådan måde, at emnerne danner en ubrudt enhed. Varmekilden i svejsning er normalt en lysbue, der skabes af elektriciteten fra svejsestrømkilden. Lysbuebaseret svejsning kaldes lysbuesvejsning.
Sammensmeltningen af emnerne kan kun ske ved hjælp af varmen fra lysbuen. Denne metode bruges for eksempel ved TIG-svejsning.
Normalt smelter man dog tilsatsmateriale ind i svejsesømmen eller svejsningen, enten automatisk fra en trådboks gennem en svejsepistol (MIG/MAG-svejsning) eller ved at bruge en manuelt ført svejseelektrode. I denne situation skal tilsatsmaterialet have tilnærmelsesvist samme smeltepunkt som det materiale, der skal svejses.
Før man begynder at svejse, skal kanterne på svejseemnerne formes til en egnet svejsefuge, der for eksempel er V-formet. Efterhånden som svejseprocessen skrider frem, vil lysbuen smelte kanterne af svejsefugen og tilsatsmaterialet sammen, idet der dannes et svejsebad.
For at svejsningen kan blive holdbar, skal svejsebadet beskyttes mod iltning og påvirkning fra den omgivende luft, for eksempel med beskyttelsesgasser eller slagger. Beskyttelsesgassen bringes ind i svejsebadet ved hjælp af en svejsebrænder. Svejseelektroden kan også beklædes med et materiale, der producerer beskyttelsesgas og slagger hen over svejsebadet.
De mest almindelige svejsematerialer er metaller såsom aluminium, stål og rustfrit stål. Også plastik kan svejses. Ved svejsning i plastik er varmekilden varm luft eller en elektrisk modstand.
Svejselysbue
Den lysbue, der skal bruges til svejsning, er en elektrisk udladning mellem svejseelektroden og svejseemnet. Lysbuen dannes, når en tilstrækkelig kraftig spændingsimpuls genereres mellem emnerne. Lysbuen dannes, når en tilstrækkelig kraftig spændingsimpuls (triggertænding) genereres mellem emnerne, eller når svejsematerialet rammes med svejseelektroden (striketænding).
Således udledes spændingen som en lynnedslag, der tillader elektriciteten at flyde gennem luften, hvorved der dannes en bue med en temperatur på mange tusind grader, dvs. maks. 10.000 grader C. Der etableres en kontinuerlig strøm fra svejsestrømsforsyningen til arbejdsemnet gennem svejseelektroden, og arbejdsemnet skal derfor jordes med et kabel til svejsemaskinen, før svejsningen begynder.
Ved MIG/MAG-svejsning bliver lysbuen dannet, når tilsatsmaterialet berører arbejdsemnets overflade, og der genereres en kortslutning. Derefter smelter effektiv kortslutningsstrøm enden af svejsetråden, og der dannes en lysbue. For at man kan opnå en jævn og holdbar svejsning skal man sørge for, at svejselysbuen er stabil. Det er derfor vigtigt, at man benytter en svejsespænding og en trådhastighed, der passer til svejsematerialerne og deres tykkelse.
Desuden påvirker svejserens arbejdsteknik lysbuens form og dermed svejsningens kvalitet. Svejseelektrodens afstand til svejsefugen og den jævne hastighed på svejsebrænderen er vigtige parametre i en vellykket svejsning. Evnen til at finde den korrekte spænding og trådhastighed er en vigtig del af svejserens kompetence.
De moderne svejsemaskiner har dog mange funktioner, der gør svejserens arbejde lettere, for eksempel en hukommelse med tidligere benyttede svejseindstillinger og brug af forindstillede synergikurver, der gør det lettere at indstille svejseparametrene til den aktuelle opgave.
Beskyttelsesgas ved svejsning
Beskyttelsesgassen spiller ofte en vigtig rolle i svejsningsproduktivitet og -kvalitet. Som navnet antyder, yder beskyttelsesgassen en afskærmning af den størknende svejsning mod iltning, urenheder og fugt fra luften, som kan svække svejsningens korrosionstolerance, skabe porøse resultater og forringe svejsningens holdbarhed ved at ændre samlingens geometriske egenskaber. Beskyttelsesgassen er desuden med til at nedkøle svejsepistolen. De mest anvendte beskyttelsesgaskomponenter er argon, helium, carbondioxid og oxygen.
Beskyttelsesgassen kan være inaktiv eller aktiv. En inaktiv gas reagerer slet ikke med svejsningen, mens en aktiv gas indgår i svejseprocessen ved at stabilisere lysbuen og sikre en jævn overførsel af materiale til svejsningen. Inaktiv gas bruges ved MIG-svejsning (lysbuesvejsning med inaktiv gas), mens aktiv gas bruges ved MAG-svejsning (lysbuesvejsning med aktiv gas).
Et eksempel på en inaktiv gas er argon, der ikke reagerer med svejsningen. Det er den hyppigst anvendte beskyttelsesgas til TIG-svejsning. I modsætning hertil reagerer carbondioxid og oxygen med svejsningen, og det samme gør en blanding af carbondioxid og argon.
Helium (He) er også en inaktiv beskyttelsesgas. Helium og helium-argon-blandinger bruges ved TIG- og MIG-svejsning. Helium giver bedre sideindbrænding og højere svejsehastighed end argon.
Carbondioxid (CO2) og oxygen (O2) er aktive gasser, der bruges som den såkaldte iltningskomponent til at stabilisere lysbuen og sikre jævn transmission af materiale ved MAG-svejsning. Forholdet mellem disse gaskomponenter i beskyttelsesgassen bestemmes af ståltypen.
Normer og standarder i svejsning
Der findes mange internationale standarder og normer, som gælder for svejsningsprocesser og for svejsemaskiners og svejseforsyningsmaterialers konstruktion og egenskaber. De omfatter definitioner, instruktioner og restriktioner for procedurer og maskinkonstruktioner med det formål at øge sikkerheden i processer og maskiner og at sikre høj produktkvalitet.
Som eksempel kan nævnes den generelle standard for lysbuesvejsningsmaskiner, IEC 60974-1, mens de tekniske betingelser for levering og produktformularer, dimensioner, tolerancer og etiketter er indeholdt i standarden SFS-EN 759.
Sikkerhed ved svejsning
Der er mange risikofaktorer forbundet med svejsning. Lysbuen udsender ekstremt kraftigt lys og ultraviolette stråler, der kan beskadige øjnene. Smeltede metalstænk og gnister kan brænde huden og være årsag til brandfare, og den røg, der dannes ved svejsningen, kan være farlig ved indånding.
Disse farer kan dog undgås ved, at man er godt forberedt og bruger det rette beskyttelsesudstyr.
Beskyttelse mod brandfare kan etableres ved, at man på forhånd kontrollerer svejseområdets omgivelser og fjerner alle brændbare materialer fra stedet. Desuden skal der være brandbekæmpelsesmidler til rådighed. Uvedkommende må ikke få adgang til det farlige område.
Øjne, ører og hud skal beskyttes med passende udstyr. En svejsehjelm med lysdæmpende skærm beskytter øjne, hår og ører. Svejsehandsker af læder og en kraftig, ikke-brændbar dragt beskytter arme og krop mod gnister og varme.
Svejserøg kan undgås med tilstrækkelig ventilation på arbejdsstedet.
Svejsemetoder
Svejsemetoderne karakteriseres efter den metode, der bruges til at producere svejsevarmen, og den måde tilsatsmaterialet føres ind i svejsningen. Svejsemetoden vælges ud fra de materialer, der skal svejses samt materialets tykkelse, den nødvendige produktionseffektivitet og den ønskede visuelle kvalitet.
De mest anvendte svejsemetoder er MIG/MAG-svejsning, TIG-svejsning og elektrodesvejsning (manuel lysbuesvejsning). Den ældste, mest kendte og stadig mest almindelige af disse er manuel elektrodesvejsning, der normalt bruges på monteringsarbejdspladser og udendørs steder, som kræver god tilgængelighed.
Den langsommere TIG-svejsning giver mulighed for at opnå yderst fine svejseresultater, og den bruges derfor til svejsninger, der kan ses, eller som kræver særlig nøjagtighed.
MIG/MAG-svejsning er en alsidig svejsemetode, hvor tilsatsmaterialet ikke behøver at blive ført separat ind i svejsebadet. I stedet kører tråden omgivet af beskyttelsesgassen gennem svejsepistolen og direkte ind i svejsebadet.
Der findes også andre svejsemetoder, der er velegnede til bestemte formål, f.eks. laser-, plasma-, punkt-, pulver-, ultralyds- og friktionssvejsning.
